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An den Standorten Bremen und Dresden wird ein breites Spektrum additiver Fertigungsverfahren erforscht. Alle zeichnen sich durch enorme geometrische Freiheiten, einen hohen Individualisierungsgrad und eine ausgezeichnete Rohstoffeffizienz aus. Und das entlang der kompletten Wertschöpfungskette: von der Erzeugung der 3D-Datenmodelle über die Fertigung bis zur Endbearbeitung und -kontrolle der Bauteile.

SPANNUNGEN IN DER KLEBFUGE NACH DER KLEBSTOFFHÄRTUNG - URSACHE UND WIRKUNG | Die häufigsten Ursachen für Spannungen in Klebfugen während der Klebstoffhärtung sind die härtungsbedingte Volumenabnahme des Klebstoffes und unterschiedliche thermische Ausdehnungen von Klebstoff und Fügeteilen oder zwei verschiedenen Fügeteilen. Bei der Auslegung von Klebungen ist die Frage nach der Volumenabnahme, auch Härtungsschrumpf genannt, zentral. Es ist wichtig, den Materialwert zu bestimmen und zu verstehen, wie viel Volumenabnahme tatsächlich Spannungen verursacht.

THERMISCH LEITFÄHIGES HEAT-SINK-MATERIAL FÜR DEN 3D-DRUCK UND DIE FUNKTIONSINTEGRATION VON ELEKTRONIK | Bei der Integration von Elektronik oder LEDs in additiv gefertigte Kunststoffbauteile ist die Wärmeabfuhr im Betrieb ein Thema. Mittels 3D-Druck (Fused Filament Fabrication, FFF) können hier thermisch leitfähig ausgestattete Kunststoffkomposite als Heat-Sinks eingesetzt werden. Die Material- und Prozessentwicklung für Anwendungen im Bereich Automotive und Lighting erfolgte im Rahmen des Projekts »Hyb-Man – Hybrid 3D Manufacturing of Smart Systems«.

THERMISCH LEITFÄHIGES HEAT-SINK-MATERIAL FÜR DEN 3D-DRUCK UND DIE ELEKTROINTEGRATION | Bei der Integration von Elektronik oder LEDs in additiv gefertigte Kunststoffbauteile ist die Wärmeabfuhr im Betrieb eine Herausforederung. Mittels 3D-Druck (Fused Filament Fabrication, FFF) können hier thermisch leitfähig ausgestattete Kunststoffkomposite als Heat-Sinks eingesetzt werden.

APPLIKATIONSVERFAHREN FÜR DEN DICHTSTOFFAUFTRAG AUF BIPOLARPLATTEN MITTELS SIEBDRUCK | Das Fraunhofer IFAM ist Ihr kompetenter Partner für innovative Forschungsdienstleistungen im Bereich der Brennstoffzellenfertigung. Neben Industrieprojekten in diesem Kontext sind wir in öffentlichen Forschungsprojekten aktiv – unter anderem im Nationalen Aktionsplan Brennstoffzellen-Produktion (H2GO) . Der Nationale Aktionsplan bildet die wesentlichen Sensitivitäten der Wertschöpfungskette bei der Herstellung, Stacking und Recycling der substanziellen Brennstoffzellen-Komponenten ab. Das Fraunhofer IFAM forscht u.a. an der Verwendung des Siebdruckverfahrens zur Dichtstoffapplikation auf Bipolarplatten, was neben der Reduktion von Produktionskosten noch einige weitere Vorteile mit sich bringt.

RECYCLING VON BRENNSTOFFZELLEN: KLEBTECHNISCHE MONTAGE- UND DEMONTAGESTRATEGIEN | Brennstoffzellen sind eine elementare Komponente zur Nutzung von klimafreundlichem Wasserstoff im Verkehrssektor. Das Fraunhofer IFAM ist Teil der Technologieallianz Stack2P im nationalen Projekt H2Go im Rahmen des vom Bundesverkehrsministerium geförderten nationalen Aktionsplans zur Brennstoffzellenproduktion. Ein zentrales Ziel ist die Entwicklung von recyclinggerechten Fertigungstechnologien für Brennstoffzellen nach dem Prinzip "Design for Recycling" und die Umsetzung in eine Montage- und Demontageplattform zur anschließenden Überführung der Bauteile in skalierbare Wiederverwendungs-, Reparatur- und Recyclingkonzepte. Ziel ist es, die Produktqualität zu erhöhen, den Produktentwicklungszyklus und die Entwicklungskosten zu reduzieren sowie Produktionsfehler zu verringern.

Hybride Fügeverbindungen kombinieren unterschiedliche Fügetechnologien und werden in verschiedenen Branchen zunehmend eingesetzt. Die entscheidende Stärke einer hybriden Verbindung ist es, dass Vorteile der elementaren Fügetechnologien genutzt und Nachteile kompensiert werden. Das Kleben lässt sich vorteilhaft, je nach Anwendung und Branche, mit verschiedenen mechanischen Fügeverfahren kombinieren. Das Fraunhofer IFAM entwickelt derartige Lösungen für verschiedene Branchen, zum Beispiel für das Transportwesen, weiße Ware oder das Bauwesen.

PROJEKT „BioRUHM“: REAKTIVER, URETHANFREIER SCHMELZKLEBSTOFF | Reaktive Schmelzklebstoffe (RHM) auf Isocyanatbasis werden aufgrund ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften verstärkt eingesetzt, von der Verpackung über den Automobilbau bis hin zu technischen Textilien. Die Zusammensetzung dieser urethanbasierten Klebstoffe birgt jedoch auch Gefahren, z.B. die Freisetzung von gefährlichem Isocyanat. Im Projekt „BioRUHM“ strebt das Fraunhofer IFAM gemeinsam mit Projektpartnern die Entwicklung eines Konzepts auf urethanfreier Basis an.

BERECHNUNG VON DIFFUSIONSKOEFFIZIENTEN BIOBASIERTER KUNSTSTOFFE FÜR VERPACKUNGEN | Aus Kunststoffen wie Verpackungen, die in Kontakt mit Lebensmitteln stehen, Laminaten, Klebstoffen oder Dichtungen, können Stoffe wie Additive in die sie umgebenden Medien übergehen. Dabei sinkt deren Konzentration im Kunststoff und reichert sich in deren Umgebung wie Lebensmitteln oder Grenzflächen an. Im Projekt „DiBioK“ arbeitet das Fraunhofer IFAM gemeinsam mit Projektpartnern an der Bestimmung von Stoffkonstanten zur Berechnung von Diffusionskoeffizienten ausgewählter biobasierter Polymere. Daraus soll ein Modell abgeleitet werden, das eine Vorhersage dieser stoffspezifischen Eigenschaft ermöglicht.

INTELLIGENTE POLYMERNETZWERKE ERMÖGLICHEN EINE NACHTRÄGLICHE VERFORMUNG, RECYCLING UND BIOLOGISCHEN ABBAU VON WERKSTOFFEN | Polymere Werkstoffe sind vielfach einsetzbar und zeichnen sich durch ihr leichtes Gewicht und ihre mechanischen Eigenschaften aus. Zur Steigerung des Leichtbaupotenzials werden Kunststoffe mit Fasern zu Faserverbunden verarbeitet. Allerdings suchen Unternehmen aufgrund von Konsumentendruck und Regularien zunehmend umweltschonende und kreislauffähige Materialsubstitute für konventionelle polymere Werkstoffe. Seit einigen Jahren erforscht das Fraunhofer IFAM schaltbare duromere Werkstoffe als vielversprechende Alternative.